一种新型硫化氢近红外比率荧光探针的研制

设计合成了一种基于花色素染料的近红外比率荧光探针分子1,并将其用于活细胞内内源性和外源性硫化氢的检测.结果表明:探针分子1溶液中加入硫化氢时,因硫化氢对探针分子1中苯并吡喃部分的亲核加成破坏了其共轭体系,导致720 nm处的近红外(NIR)发射荧光强度降低.同时,其加成产物含有完整的半刚性香豆素荧光团,在503 nm处的绿色荧光强度显著增强.由于探针1的发射波长与半刚性香豆素的发射波长不同,因此在加入硫化氢前后有两个完全分离的发射峰,实现了对硫化氢的有效比率检测.当加入4.0μmol·L~(-1)硫化钠时,荧光强度增强了19.2倍.探针分子1对水溶液中的硫化氢的线性响应范围是0.1～4.0μmol·L~(-1)(R~2=0.993 9),检测下限为57.8 nmol·L~(-1).探针分子1对硫化氢比较敏感,响应时间为110 s,且有较好的选择性.此外,探针分子1还被成功应用于活细胞中内源性和外源性硫化氢的荧光成像.     

一种用于过氧亚硝酸根检测的近红外比率荧光探针的研制

设计合成了一种基于半花菁的近红外比率荧光探针分子Cy-P,并将其用于活细胞中的外源性和内源性过氧亚硝酸根(ONOO^-)荧光成像检测.研究结果表明：探针分子Cy-P自身具有较大的π共轭结构,其最大发射波长在近红外区域;加入ONOO^-后,强氧化性的ONOO^-会导致Cy-P的π共轭体系被破坏,并生成蓝色荧光物质,最大发射波长蓝移了268 nm;探针分子Cy-P对ONOO^-线性检测范围为0～15μmol/L,检测下限为13 nmol/L;该探针分子对ONOO^-的识别性能优于其他各种可能干扰的生物分析物;该探针分子具有低细胞毒性,适用于活细胞中的外源性和内源性ONOO^-的成像检测.     

一种高选择性苯硫酚荧光探针的研制

设计并合成了一种二硝基苯磺酰基键联2-胺基香豆素的荧光探针分子1,用于水相和活细胞内苯硫酚的检测.探针分子1自身无荧光,加入苯硫酚后,其溶液荧光显著增强,发出黄绿色的强荧光.当加入与探针分子等当量的苯硫酚时,溶液的荧光强度增强了47倍.探针分子1对0~10.00μmol·L~(-1)浓度的苯硫酚呈良好线性响应关系(R2=0.989 9),检测下限为0.46μmol·L~(-1).探针分子1对苯硫酚有较高的选择性和较好的灵敏度.此外,探针分子1成功用于Hep G2细胞内苯硫酚的可视化荧光成像检测.     

一种新型高选择性次氯酸荧光探针的研制及其应用

以7-二乙胺基香豆素-3-羧酸为荧光母体,通过酰胺化反应键联强淬灭基团二硝基苯肼,得到荧光探针分子1(化合物1),用于水相中次氯酸的检测及活细胞内次氯酸的荧光成像可视化检测.研究结果表明:荧光探针分子1由于二硝基苯肼的强淬灭荧光作用和酰肼中N—N单键的旋转作用共同导致了其荧光背景非常弱;当加入次氯酸时荧光显著增强,同时溶液从无荧光变为蓝色强荧光.当加入100μmol·L~(-1)的次氯酸时,在463 nm处荧光强度增强了134倍.荧光探针分子1对次氯酸响应线性范围为0.1~40.0μmol·L~(-1),检测下限为0.052μmol·L~(-1).荧光探针分子1对次氯酸表现出特异性识别且响应速度快.最后,荧光探针分子1被成功用于活细胞内HOCl的可视化检测.     

基于NBD胺硫解反应的硫化氢荧光探针

文章通过NBD哌嗪衍生物和对硝基苯甲酸的缩合反应制备了一种新型荧光探针，(4-(7-硝基苯并[c][1,2,5]恶二唑-4-基)哌嗪-1-基)(4-硝基苯基)甲酮(NA-NBD)。采用紫外可见分光光度法和荧光光谱法研究了该探针对硫化氢(H2S)的识别性能。结果表明，NA-NBD本身在560 nm处发射黄绿色荧光，加入Na₂S后，探针发生特异性C―N键裂解反应，释放出NBD巯基衍生物，NBD巯基衍生物几乎不发荧光。同时，溶液颜色由浅黄色变为粉红色，适合裸眼观察。NA-NBD对H₂S的线性响应范围为0～50μmol/L，检出限可达3.07μmol/L。此外，该探针具有良好的细胞膜通透性，成功应用于活细胞内H₂S的高灵敏检测。     

一种识别氟离子的近红外发射荧光探针

设计合成了一种具有近红外发射的荧光探针(L)并表征了其结构.在DMF/H_2O(1/1,v/v,PBS 20 mM,pH=9. 7)溶液中,探针L对氟离子(F~-)具有高选择性、高灵敏度识别作用,以及良好的抗其他阴离子干扰的能力.通过~1H NMR对照试验证实了探针L对F~-的识别机制,表明F~-触发了探针中Si-O键的裂解,释放出对应的近红外发射荧光团.此外,探针L可用于MCF-7细胞中F~-的荧光成像.     

4-氯-7-硝基苯并噁二唑的合成及对次氯酸根的荧光检测

以2,6-二氯苯胺为原料合成了4-氯-7-硝基苯并噁二唑的荧光探针,其结构经过NMR进行了表征。利用荧光光谱探讨了该探针对次氯酸根的荧光响应性能。实验结果表明,该探针对次氯酸根具有良好的选择性和灵敏性。在V_(CH_3CH_2OH):V_(PBS)=1:1(50 m M PBS buffer,pH7.4)的缓冲溶液中,探针随着次氯酸根浓度的增加而增强,探针对次氯酸浓度在0~16μM范围内具有较好的线性关系,其对次氯酸根的检测下限为0.23μmol/L。     

用于汞离子检测的近红外荧光分子探针合成与评价

设计合成了一种可特异性识别Hg~(2+)的小分子近红外荧光探针P-22,并完成对其体内、外光学响应性能的评价.该探针可在水溶液中被Hg~(2+)催化发生烯醚的水解反应,从而释放出一种具有近红外荧光性质的花菁类染料qCy7,导致反应体系的最大发射波长由560 nm红移至705 nm,通过检测反应体系中荧光强度的变化实现对Hg~(2+)的半定量分析.实验结果证明,本研究所设计合成的近红外荧光探针P-22能够同时实现对体外水环境中和复杂生物体环境中的Hg~(2+)进行高选择性、高灵敏度地实时检测,为进一步研究有害金属汞在自然环境及复杂的生物体内的作用提供了有力的工具.     

一种识别Pd2+的近红外发射荧光探针

本文设计合成了一种以苯并噻唑衍生物为母体的探针L,表征了L的结构.探针L在THF/H_2O(4/6,v/v,PBS20 mM,pH=8.6)溶液中对Pd~(2+)具有高度选择性识别作用,且识别响应快速,抗干扰能力强,检测限低至1.23×10~(-8)M.机理研究表明,在Pd~(2+)的作用下,L中炔丙基醚发生断裂并释放出具有激发态分子内质子转移(ESIPT)性质的近红外发射荧光团.此外,探针L还可用于真实水样中Pd~(2+)的检测,具有潜在的应用价值.     

四苯乙烯基荧光探针的合成及对硝基爆炸物的检测

基于四苯乙烯的聚集诱导发光(AIE)性质,设计合成了一种可用于硝基爆炸物检测的荧光探针分子S1.采用核磁氢谱、碳谱和高分辨质谱对其结构进行表征后,以4-硝基苯酚为模型化合物,利用紫外可见分光光度计和荧光光谱仪对S1进行爆炸物检测,结果发现此荧光探针分子S1的检测极限可低达4.59μmol/L.     

基于“Off-On”罗丹明染料高选择性Cu2+荧光探针的合成

以罗丹明B为原料,设计合成了一个Cu2+荧光探针R1.通过其光谱性能和离子选择性测试结果表明,R1在V(乙醇)∶V(水)=10∶90的介质中能高选择性识别Cu2+.其最大发射波长为582 nm,而其它常见离子如Na+,K+,Mg2+,Ca2+,Mn2+,Cd2+,Cr3+,Co2+,Ni2+,Ag+,Pb2+,Zn2+,Fe3+和Hg2+则几乎不引起探针的荧光光谱变化.在1×10-5mol/L范围内Cu2+的荧光滴定结果表明,探针的检测限为8×10-6mol/L.表明R1对Cu2+的识别具有很高的灵敏度.此外,R1是一个对pH不敏感的分子探针,通过拟合计算出探针R1的pKa为4.2.表明探针可以在pH 4.5～10的范围内对Cu2+进行有效地检测.     

一种基于2-(2-羟基苯基)苯并噻唑近红外脂滴荧光探针的合成及细胞成像研究

以2-(2-羟基苯基)苯并噻唑为母体,通过缩合反应,将其与二氰基异佛尔酮相连接,合成得到一种近红外荧光探针LD-YK,并对其结构进行了氢谱表征.通过紫外-可见吸收与荧光发射光谱研究了探针LD-YK的光物理性质,结果表明探针LD-YK在不同溶剂中的最大荧光发射波长均超过650 nm,属于近红外区域,且具有较大的斯托克斯位移.细胞实验结果表明探针LD-YK具有较低的细胞毒性,且可靶向于细胞内的脂滴部位.     

核酸花菁探针中间体-2,3,3-三甲基吲哚-N-乙酸的合成与表征

花菁类近红外荧光探针量子产率高、光稳定性好,广泛应用于核酸及其他生物分子的标记和检测[1].近年来,双-嵌花菁荧光探针安全方便、高灵敏度、低背景,作为一类理想核酸探针更是发展迅速[2].然而,由于花菁染料水溶性较差,在实际应用中存在一定限制,故而必须在菁染料分子中引入亲水性基团,以提高菁染料的应用范围[3,4,].本文通过引人羧酸亲水基团,制备水溶性吲哚衍生物,为合成水溶性双嵌花菁染料准备中间体.     

罗丹明类荧光探针的合成及在铜离子测定中的应用

合成了对铜离子有很强选择性的罗丹明类荧光探针。在乙腈/水(体积比1∶1)溶液中,当加入Cu2+后,探针显桃红色,随Cu2+浓度增大,荧光强度增强,发射荧光波长红移。并在2.8×10-7~2.8×10-5mol/L范围内,Cu2+离子浓度与荧光强度呈现良好的线性关系。其它常见离子引起很小的荧光光谱变化,合成的试剂可用于高选择性的检测铜。     

基于分子内电荷转移的近红外荧光探针的设计合成及其对N2H4识别和细胞成像性能研究

设计并合成了一种新型近红外异佛尔酮衍生物荧光探针(IS—NR—NH),利用肼(N2H4)特异性诱导的脱乙酰基反应,使得探针分子内电荷转移效应由弱变强,从而导致荧光增强,最终实现肼的选择性检测。该探针在HCO3-,SO42-,Cl-,SO32-,CO32-,Ac-,Br-,NO3-,NO2-,HSO3-,I-,F-,Mg2+,Co2+,Cd2+,Zn2+,Pb2+,Cr3+,Fe3+,Al3+,Mn2+,Ca2+,Ba2+等不同干扰物质存在下,仍能实现对N2H4的特异性比色及荧光识别。同时,在pH 7.4,二甲基亚砜与磷酸缓冲溶液的体积比为6∶4的体系中,探针IS—NR—NH对N2H4在0.02×10-3～0.4×10-3mol/L的浓度范围内呈现出良好的线性关系,且检测限低至2×10-7mol/L。此外,探针成功地实现了对HeLa细胞中N2H4的近红外荧光成像。     

新型查尔酮荧光探针的合成及F-的识别

通过羟醛缩合反应合成了一种新的苯并吡喃和苯酚结构的查尔酮荧光探针C,其结构用~1H NMR,~(13)C NMR和元素分析的手段进行了表征确认.利用荧光光谱法研究了探针C在CH_3CH_2OH/H_2O的混合溶液中对不同阴离子的荧光行为.结果表明探针C对氟离子具有优异的选择性和灵敏度,与氟离子形成的氢键显示了明显的荧光响应.Job’s Plot曲线表明,探针C与F~-的配位比是1∶1.最低检测限可达2.64×10~(-5) mol/L.     

2,5-二苯基1,3,4-二噁唑和2,5-二苯基1,3-噁唑与β-环糊精作用机理的研究

用核磁共振和稳态荧光等方法研究了2,5-二苯基1,3,4-二噁唑(PPD)和2,5-二苯基1,3-噁唑(PPO)分子与β-环糊精(β-CD)的相互作用,测定了包合物的组成和结合常数.发现疏水作用是形成PPD(或PPO)-β-CD包合物的主要作用力.直链脂肪醇(正丙醇～正戊醇)的加入使得PPD(或PPO)分子从β-CD内腔排斥到水相中.实验结果表明:唑类分子能否与环糊精形成纳米管聚合物,立体选择性是关键因素.     

一种选择性检测硫化氢的荧光探针

利用硫化氢特异性还原叠氮基团到氨基基团的特性,文章设计合成了一种选择性检测硫化氢的荧光探针。紫外-可见吸收光谱和荧光光谱研究表明,该探针对H2S的检出限低至7.65×10-8 mol/L,另一方面H2S能引起其荧光强度明显变化,因此,它能高选择性、高灵敏性地检测硫化氢,且荧光发射波长拓展到了红外区。     

一种基于苯并噻唑的比色比率荧光探针识别检测HSO3-

合成了一种苯并噻唑衍生物荧光探针BDT，在中性水体系中，探针BDT与HSO₃^-发生迈克尔加成反应，破坏了探针分子的π-共轭体系，阻断了分子内电荷转移（ICT）过程，引起溶液颜色及荧光发射波长的显著改变，从而可实现在水体系中比色/比率检测HSO₃^-。探针BDT对HSO₃^-表现出高选择性、高灵敏度，检出限为2.86×10^-7mol·L^-1。实验结果表明，探针BDT能够用于白糖和白酒中一定浓度范围内HSO₃^-的检测及对HeLa细胞中外源及内源性HSO₃^-的荧光成像。     

COX-2靶向的近红外分子影像探针用于炎症和肿瘤的监测

环氧化酶-2（Cyclooxygenase-2,COX-2）是一种在炎症和肿瘤部位高表达的蛋白酶,因此能够用作分子影像学炎症和肿瘤监测的靶标.本文基于COX-2的小分子抑制剂（塞来昔布,Celecoxib）和水溶性近红外染料染料（ICG-Der-02,MPA）的COX-2靶向近红外探针（CMP）,通过分子对接、动力学模拟和蛋白抑制实验验证了其对COX-2蛋白的结合能力.在细胞水平,CMP选择性积累在COX-2阳性细胞的细胞质中.动物炎症和肿瘤模型的荧光成像证实,CMP可以结合局部内源性COX-2并且表现出强烈的荧光.在此基础上,通过用塞来昔布预注射阻断COX-2活性位点可显着降低荧光,进一步证明了CMP的靶向特异性.因此,探针CMP具备优异的近红外光学成像能力和深层组织穿透,能够特异性地靶向COX-2高表达的炎症和肝癌移植瘤部位,具备炎症与肿瘤活体监测的应用前景.